02 PLC Secara Umum

Basic Trainning PLCBasic Trainning PLC

Perbedaan Hard Wired dan Programmable Control secara block

PirantiControl

DanSensor

SirkuitControl Relay

Dan Kontak

PROSES

PirantiComtrol

Dan Sensor

P L C PROSES

PROGRAM

Overwiew PLC

Basic TrainninG PLCBasic TrainninG PLC

INPUTPush Button Switch Sensor

Hard Wired Control Programmable Control

Electrical RelayElectronic Logic

Static Digital

Transistor Switching IC

Analog Discrette

Digital Binary

-Computer-Microprocessor

- PLC

OUTPUTMotor Pump Light Heater Relay Coil

Overwiew PLC

PLC (Programmable Logic Controller)

Pendahuluan

Suatu rangkaian micro controller yang terdiri

dari beberapa bagian, yaitu CPU, Memory,

Data Register, Internal relay, Input / Output

Counter dan Timer yang terintegrasi dalam

satu perangkat

Alasan Penggunaan PLC dalam industri

- Penghematan komponen seperti timer, relay dan counter.

- Tidak memerlukan pekerjaan wiring kabel yang rumit.

- Kecepatan respon yang tinggi dan efisinesi.

- Mudah untuk modifikasi system.

- Dapat digunakan untuk system yang kompleks ( MMI atau HMI ) dan dapat di komunikasikan antar PLC.

Pendahuluan

- Central Processing Unit (CPU) :CPU berfungsi untuk mengontrol dan mengawasi semua pengoperasian dalam PLC, melaksanakan program yang disimpan di dalam memori.

- Memory :Memory yang terdapat pada PLC berfungsi untuk menyimpan program dan mmberikan lokasi-lokasi dimana hasil-hasil perhitungan dapat disimpan di dalamnya.

Pendahuluan

- Input/Output :Setiap input/output memiliki alamat dan nomor urutan khusus yang digunakan selama membuat program untuk memonitor satu persatu aktifitas input dan output didalam program.

- Power Supply :PLC tidak akan beroperasi apabila tidak ada supply daya listrik. Power Supply merubah tegangan input menjadi tegangan listrik yang dibutuhkan oleh PLC. Dengan kata lain, sebuah supply daya listrik mengkonversikan supply daya PLN (220V) ke daya yang dibutuhkan CPU atau modul input/output.

Hardware

System Konfigurasi PLC


Block Diagram PLC

Input

CentralProcessing

Unit(CPU)

Output

TerminalPemrograman

Sensor Aktuator

Overwiew PLC

Peralatan Input :-sensor photo -elk-push button-limit switch-panel kontrol

Peralatan Output :-switch -relai-kontaktor

Hardware


Sink Input

Source Input

Switch Current

A powerSource

+

- Z

PLC

Pada Sink Input, arus mengalir dari switch menuju ke PLC input terminal pada saat input signal On.

Current

Switch

Common

A powerSource

+

- Z

PLC

Swicth

Pada source input, arus mengalir dari PLC input terminal menuju ke switch setelah input signal On.

Overwiew PLC


Dengan adanya modul analog I/O pada PLC memungkinkan PLC dapat dihubungkan secara langsung ke piranti input yang berupa sinyal analog misalnya setting potentiometer dan piranti output analog misalnya katub-katub analog.

Modul Analog I/O

Current

Common

A powerSource

+

-

PLC

Output Junction

Load

Current

Common

A powerSource

+

-

PLC

Output Junction

Load

Sink Output Sink Output

Piranti input/output tidak dapat dihubungkan langsung ke Bus data karena alasan keamanan. Bus data hanya dapat menerima sinyal tegangan/arus pada level rendah. Sedang sinyal tegangan/arus dari piranti input/output mempunyai level yang tinggi. Oleh karena itu perlu adanya suatu sistem yang dapat menjadi mediator atau penghubung antar kedua bagian yang mempunyai perbedaan dalam hal level tegangan/arus.

Sistem Isolasi secara Opto Coupler

Overwiew PLC


Logic to PLC

+ 5 V

PB 1

Typical Circuit

Optikal Isolator untuk modul Input

Overwiew PLC


SwitchLogic signalfrom PLC

Filter

Opticalcoupler

Blok diagram

From PLCoutput port

Typical Circuit

Varistor To outputdevice

Optikal Isolator untuk modul Output

Overwiew PLC

Konfigurasi wiring PLC

GM7-DR10S

100-240 AC AC AC FG NC COM1 Q00 Q01 COM2 Q02 Q03 COM3 Q04 Q05

+HSC- I00 I01 I02 I03 I04 I05 I06 O07 COM + 24V - OUT

THUMBWHEELSWITCH

-

+

1

L N CM FX RX

FWD REV

C

1 2 4 8

INVERTER

Hardware

Akses I/O PLCAkses I/O PLC LGGLOGA-GM

D/A 2/ 4/8CH

PID 8/16CH

Aplikasi Analog

Kontrol PID dengan auto-tuning

Fnet : 1 Mbps Fnet Remote I/O

DeviceNet(Master)DeviceNet Remote I/O(Slave)

INT: 8CH

Position Module - 2 Phases

Position Probe Servo/Step Motor Control Position Control

RS232C RS422

P L CP L C

Master Slave I/O - DC24V, 16pts. - Relay, 16pts.

TC Input 4 CHProfibus-DP(Master)

MODBUS(Slave) (ASCII, RTU) AB DF1(Full Duplex)

A/D 4/8CH

RTD Input 4 CH

HSC: 500kpps

Ethernet(TCP/UDP) : 10 Mbps

Analog Timer 8 CH

Modul Tem. ( AI/AO=2/2, 2 PID

CH)

Sistem Network PLC

Ethernet Standart H/W : Ethernet IEEE 802.3 Men-support 10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T Pelayanan koneksi GMWIN melalui Ethernet Penyediaan Varisi Protocol (TCP/IP, DP,ARP. ICMP) Komunikasi dgn peralatan lain menggunakan Frame-Editor

C Net(Link Computer Standard RS-232C, RS-422/485(32 Station) Dedicated, Dial-up support(TM/TC) Komunikasi dgn peralatan lain menggunakan Frane-Editor Men-support Protokol MODBUS, AB DF1 Baud Rate : 300Bps ~ 76,800Bps

Device Net Kontrol Real Time dengan I/O Device Mult-Drop, Fasilitas `T-Connection Baud Rate : 125/256/500 kpps Maks. : 64 Link Station 500/250/100m : Jarak Modul Interface Master, Slave

F Net(Fieldbus) 1Mbps, Token passing Elektrik : 750m(Max.5.25km with 6 repeater), Optic 3km(MAX 21km) 64 Station CPU ↔ CPU, CPU ↔ REMOTE I/O

Frofibus-DP Cocok untuk Network FA pada Field Level 9.6kps(1.25km), 12Mbps/sec(100m), 256 Station, Twisted pair Two wire Cable Modul interface Master, Slave Jumlah Maks. Hubungan/Station : 127 Station Jumlah Maks. Slave Hubungan/Segmen : 32 Station

Ethernet (100Mbps, TCP/IP)

F Net (1Mbps, Twisted Pair)

Device Net

C Net (Modbus, DF1 Compatible)

MMI PC Host Computer

GM1/2G3L-EUEA

GMRG3L-EUEA

GM4G4L-EUEA

GM3G3L-EUEAG3L-FUEA

GM4/K300S(G4L-FUEA)(G4L-CUEA)

GM1/2/3/4/6

(G4L-DUEA)

G3L-RBEA

GM7/K80S(G7L-CUEB/C)

GM6/K200S(G6L-CUEB/C)

Other maker’s Device(PLC, RF-ID, Bar Code …)

PMU600PMO600F

PC

TelephoneLine

GM6G6L-DUEA

Modem

Remote In/Out

GOL-DSIAGOL-DSQA

Inverter HMI

Actuator

Solenoid Robot

Remote

I/O

GM7/K80S(G7L-PBEA)

IBM PCGOL-FUEA

GM6G6L-FUEA

Profibus-DP

GM1/2/3(G3L-FUEA)(G3L-PUEA)

GM6/K200S(G6L-

PUEA/B)

GM7/K80S(G7L-DBEA)

Remote

I/O

Remote

I/O

LGGLOGA-GM

SCADA System

Proses control & monitoring data informasi suatu sistemdari RTU’s ke control centre, dan merubah data-data yangditerima menjadi data-data rekayasa serta menyimpannya

sebagai real time database

PLC System

Host Computer(SCADA/HMI Software)

I/O modules (DC, TR, Relay types)

DigitalPower Meter

PowerTransducer

ModBus communication (RTU Mode)

SCADA (supervisory control and data acquisition)

SCADA System

SCADA Systems

SCADA System

Fungsi-fungsi utama SCADA

Akuisisi data, merupakan proses penerimaan data dari peralatan di lapangan.

Konversi data, merupakan proses konversi data-data dari lapangan ke dalam format standar

Data Processing, yang mana menganalisa data yang diterima untuk dilaporkan kepada operator.

Supervisory control, dimana memungkinkan operator untuk melakukan pengendalian pada peralatan-peralatan di lapangan.

Tagging, memungkinkan operator untuk meletakkan informasi tertentu pada peralatan tertentu.

Pemrosesan alarm & event yang menginformasikan apabila terjadi perubahan pada sistem.

Post mortem review, yang membantu menentukan akibat pada sistem jika ada gangguan besar pada sistem.

SCADA Concept

Power StationRTU

SCADA

Pusat Kendali

Power Line

Gardu Distribusi

ELECTRIC DISTRIBUTION SYSTEMS

SCADA Concept

• Memantau dan mengawasi status perangkat-perangkat jaringan distribusi.

• Deteksi gangguan jaringan.• Pengisoliran dan pemulihan sistem secara otomatis.

ELECTRIC DISTRIBUTION SYSTEMS

SCADA Concept

FunctionsAir Ventilation System ControlLight ControlElectric Power Control

Role of PLCCommunication (RTU)Temperature Control (PID)

Control ObjectivesFan, Heater, CompressorWater Utilities, Light

Requirement of PLCNetwork ability (Ethernet, RS285)RTD sensing, PID control

Control Room

Control Panel (PLC)

Comm. (Ethernet or RS485)

BAS(Building Automation System)

SCADA Concept

PLANT MONITORING SYSTEMS

Control & monitoring machine running status, machine speeds, temperatures, humidity, energy used, productivity, etc

Mekatronik Fundamental

1) Gambaran Umum Mekatronik

2) Tren Teknologi Mekatronik

3) Aplikasi-aplikasi Mekatronik

4) Komponen-komponen Mekatronik

1.1 Industri Mekatronik1.1 Industri Mekatronik

Mekanikal dan elektronik tergabung dalam Mekatronik. Teknologi

yang bertujuan membuat mesin yang dioperasikan oleh signal

elektronik.

Aplikasinya telah meluas sejak teknologi yang ditampilkan telah

dapat dibangun dengan fungsi-fungsi yang lebih kompleks seiring

kemajuan pada bidang elektronik dan semi-konduktor.

Dengan teknologi hardware mengarah kepada IT dan hal ini

mempercepat tingkat kemajuan pada pemilihan unsur/elemen.

Sekarang, aplikasi pada Mekatronik telah meluas pada service,

transportasi, pertahanan nasional yang sebelumnya hanya pada

bidang manufacturing.

1) Gambaran Umum Mekatronik1) Gambaran Umum Mekatronik

Tenaga kerja pada industri yang intensive dengan pekerjaan manual

telah digantikan kepada bisnis berbasis Intelektual pd information

society.Intellectual business

Intellectual business

Mass production of planning items

Production

Labor-intensiveIndustry

SimpleMechanical

Small kindsMass production

Differential speed

Combination with Intellectual business

Various kindsSmall production

Intellectualization

Capital-intensive industry

Automatization

Mechanization

Industrialization

Unmanned

Globalization

Informatio

n

Informatio

n

digital

digital

Mechatro

nics

Mechatro

nics

Mechatro

nics

Mechatro

nics

Mechanica

l

Mechanica

l

mass

mass

producti

on

producti

on

2) Tren Mekatronik2) Tren Mekatronik

ProduksiTransportasi

Life service

Pertahanan

3) Aplikasi pada Mekatronik 3) Aplikasi pada Mekatronik

Industrial RobotIndustrial M/CTextile M/CWood work M/CPacking M/CSemi-conductor,

Display equipment

Assembly and Conveyor Line

Robot for housework/desk workRestoration in a disaster Medical/Rehabilitation Leisure, Sports equipment

Intellectual carIntellectual shipAerospace industry

Missile, torpedoUnmanned combat robotIntellectual fighter

Wilayah konvensional pada Mekatronik

4) Komponen dari Mekatronik4) Komponen dari Mekatronik

HMI Network

HMI Network

Upper Controller

Upper Controller

Driving equipment

Driving equipment

SensorOperator

SensorOperator

MechanicalUnit

MechanicalUnit

CRT LCD Touch Screen PC( Computer) Network equipment

CNC Motion controller Process controller PLC

Servo Stepping BLDC Linear Inverter etc.

Linear Unit Rotary unit Roller system Gearhead Components etc.

Sensor Valve Relay Solenoid etc.

The Mekatronik terdiri dari unit mekanikal, sensor,

operator, driving equipment, upper controller, HMI, Network.

1) Gambaran dari sistem Kontrol1) Gambaran dari sistem Kontrol

Bag. KontrolBag. Kontrol Bag. Driving

Bag. Driving

BagianSensor

BagianSensor

PerintahUpper

Controller

Sistem kontrol dapat dibagi menjadi ; -Sistem kontrol Open Loop : Tidak mengecek aktual driving.-Sistem kontrol Close Loop : Mengecek signal dari bagian sensor.

Sistem Kontrol Open Loop

Sistem Kontrol Close Loop

2) Komposisi dari sistem Kontrol2) Komposisi dari sistem Kontrol

Sistem kontrol terdiri dari ;-HMI / Network: Operator dapat menangani dan mengawasi mesin -Controller : Menentukan dan mengatur mesin secara terintegrasi -Driving equipment : membuat mesin menjadi run-Sensor : mengumpulkan dan mengirimkan informasi status operasi

Driving equipment

Driving equipment SensorSensorControllerControllerHMI/NetworkHMI/Network

Operation system

Motion control

Position control

System operation

Setting data

Monitoring

Network

Synchronous controlSpeedcontrol

Power ,tensioncontrol

HydraulicPneumatic

Solenoid

Inverter

Stepping

Servo

DC/BLDC

Linear

Proximal sensor

Contact sensor

Coefficient sensor

Positionsensor

Pressuresensor

Force sensor

Speedsensor

Lengthsensor

Temp.sensor

Time sensor

Gas sensor

3) Komposisi sistem kontrol Drive3) Komposisi sistem kontrol Drive

Sistem kontrol drive terdiri dari ;* Driving controller : membuat peralatan bekerja berdasarkan perintah operasi * Sensor : dihubungkan dengan driving equipment

Driving controller

Driving controller SensorSensorControllerController

Perintah Operasi

Mechanical connection

Driving equipment

Driving equipment

Driving power

Sistem kontrol drive

Tegangan AnalogPulseCommunication data

(Note) Sistem kontrol Drive dapat dibagi menjadi Open Loop dan Close Loop

Tergantung dari signal sensor feed-back dan dalam kasus kontrol drive high-precision,

Digunakan Close Loop.

4) Macam-macam peralatan Drive4) Macam-macam peralatan Drive

Peralatan Drive dapat dibagi menjadi tipe mekanikal dan tipe electromotive.Tipe servo yang menampilkan kontrol high-precision yang biasa digunakan

Peralatan Drive Kelebihan Kekurangan

Meka-nikal

Hydraulic/Pneumatic

• Struktur sederhana• Harga Kompetitif

• Tidak memiliki High precision• Diperlukan Peralatan insidensil dan noise, polusi lingkungan menjadi pertimbangan

Electro-

motive

Stepping• Harga Kompetitif• Controller yg sederhana

• Noise, dan vibrasi besar• Tidak tersedia drive bertenaga besar, dan ukuran besar

Inverter • Harga Kompetitif• Tidak memiliki High precision

Servo

• Kontrol High-precision• Drive bertenaga besar, Berukuran besar• Noise dan vibrasi rendah• Excellent maintenance, linkungan terjaga

Linear

• Kontrol High-speed, High-precision• Tidak ada mekanikal converter

• Harga tinggi

6) Komponen pada AC Servo 6) Komponen pada AC Servo

Perlengkapan Servo drive terdiri dari ;* Servo motor : Gabungan encoder dan servo motor * Servo Drive : Mengoperasikan motor

3 phase 200~220VatauSingle phse 200~220V

DIODE IPM Module

Motor encoder

ASICPerintah Operasi

Bagian konversi power

DSPInterface

Display Memory

Motor control part

Servo Drive

Servo Motor

Variasi Interface Variasi Interface

TeganganTeganganAnalogAnalog

TeganganTeganganAnalogAnalog

KomunikasiKomunikasiKomunikasiKomunikasi

Input : speed, torque Output :speed, position, torque

Data setting/Monitoring Servo operation (High-speed field Bus)

PulsePulsePulsePulse Input : Position pulse Output : Encoder signal

Kontak Kontak pointpoint

Kontak Kontak pointpoint

Input : Perintah Operasi Output : Status operasi

Tipe interface Menggunakan Unit Terkoneksi

CNC/Motion controller PLC Touch Screen Personal Computer Synchronous sensor - Encoder - Taco Generator - dll. Operator khusus - Digital switch - 7 Segment LED - LCD BUS Communication Unit

7) 7) Karakteristik pada AC ServoKarakteristik pada AC Servo

2) 2) Rangkaian konversi power

Power arus searah

Bagian konversi Power

Bagian Regenerative

B1 B2

R

S

T

U

W

V

Rangkaian konversi dibentuk dari ; bagian konversi arus searah yang mengubah AC 3 phase menjadi arus searah ; bagian konversi arus yang mengubah arus searah menjadi AC 3 phase ; Bagian regenerative yang mengatur arus regenerative.

AC3 phase

220V

AC3 phase

185V

3) Komposisi operasi kontrol3) Komposisi operasi kontrol

Counter perintah pulse

position

Counter Current pulse

position

Penguatan position

Pembangkit perintah Speed

Operatorcurrent speed

Penguatan speed

Operator current torque

Penguatan arus

Operasi Vektor

Arus Terbaca

Arus Terbaca

Pulse encoder

Pulse encoder

Perintah pulse

position

Perintah pulse

position

Perintah speed Analog

Perintah speed Analog

Perintah torque Analog

Perintah torque Analog

Kontrol pulse position

Kontrol Speed

Kontrol Torque

Signal Drive PWM

Signal Drive PWM

Operasi kontrol dibangun melalui software dan dapat dibagi menjadi kontrol pulse position, kontrol speed dan kontrol torque.

5) Fitur operasi kontrol5) Fitur operasi kontrol

Perintah kontrol pulse position

Perintah kontrol speed Perintah kontrol torque

Mode operasi

Servo beroperasi berdasarkan perintah pulse position

Servo beroperasi berdasarkan perintah analog atau perintah or speed digital

Servo beroperasi berdasarkan analog atau perintah torque digital

Kelebihan

Upper controller sederhana dengan memasukkan pulse pada unit transfer dan dapat digunakan untuk stepping.

Respon cepat, kontrol presisi

Respon lebih cepat, kontrol presisi

Kekura-ngan

Rotasi High speed dan respon cepat tidak dibolehkan pada unit transfer presisi

Upper controller yang rumit

Upper controller yang rumit

6) Pengoperasian pada area regenerative6) Pengoperasian pada area regenerative

Servo motor

Resistor regenerative

Arus GeneratedCondenser

Regenerative Tr

Ketika servo motor beroperasi pada mode regeneration, energi inertia yang diakumulasikan mekanikal dikonversi kedalam energi listrik dan mengalir kedalam servo drive dan disimpan pada condenser. Kemudian, jika arus searah meningkat dan tegangan melebihi nilai yang diizinkan, Transistor regenerative ON dan energi dibuang melalui resistor regenerative secara terpisah.

LG Industrial Systems

Wiring Inverter

DC Bus Choke

MCCB

Factory SettingMulti-speed andMulti-acc/dec time

Fault output relayLless then AC250V, 1ALless then DC30V, 1A

Analog output(4 ~ 20mA)

U

VW

FM

CM

L MCommon forFM ,LM

FM

LM

+

+Output Frequency Meter(0 ~ 10V pulse)Output Voltage/CurrentMeter(0 ~ 10V pulse)

MOTOR

P N B1 B2

DynamicBraking Unit

(Optional)DB Unit(Optional)DB Resistor

DB Resistor

IOCM

(NO) AC

(NC) B

3Ø

230/460 V

50/60 Hz

R

S

T

G

Multi-function input 6Multi-function input 5Multi-function input 4Multi-function input 3Multi-function input 2Multi-function input1Fault ResetInverter DisableReverse Run/StopForward Run/Stop FX

RXBXRSTP1P2P3P4P5P6CM

Shielded sheathconnection

Potentiometer(10 kohm, 1/2W)

VR

V1

I

CM

Power supply forSpeed signal:+ 12V, 10mA

Speed signal input:0 ~ 10VSpeed signal input:4 ~ 20mA (250ohm)

Common forVR, V1, 1

Common Terminal

P1 P2 N

Deteksi tegangan

Regeneratif Pemutusan karenaKelebihan arusKekurangan teganganPencegah kemacetanStall

Pemutusan karena kelebihan arusHubungan pendek sisi outputKesalahan pembumian sisiOutputKelebihan arusKelebihan beban (perlindungankelebihan arus elektronik)Pencegahan kemacetan (stall)

Deteksi tegangan catu daya

Perlindungan dari dayaPutus tiba-tiba Deteksi kesalahan

Transistor rem

Perangkat sirkuitUtama kepanasan

Kesalahan hubungan

Opsiinboard

Sambungan

CPU

C

CT

R

Sirkuit InverterCT

CT

CT

OperasiexternalThermalrelay

OCR

Speed signal Input

MODE PROG ENTER

REV RST FWD

STOP

LG Inverter

Multi function Input

Deteksi Arus

Deteksi temperatur

Deteksi konduktorTransistor rem

Documents

02 PLC Secara Umum